2012cb114000-g主要糧食作物重大病害控制的基礎(chǔ)研究

1、項(xiàng)目名稱：主要糧食作物重大病害控制的基礎(chǔ)研究主要糧食作物重大病害控制的基礎(chǔ)研究首席科學(xué)家：彭友良彭友良中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)起止年限：2012.12016.82012.12016.8依托部門(mén)：教育部教育部準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。為此，本研究將從蛋白組、轉(zhuǎn)錄組和代謝組水平上全面闡述植物的抗病機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)鍵基因和小分子化合物，在此基礎(chǔ)上探索植物病害控制的新理論和途徑。主要研究?jī)?nèi)容：1）糧食作物）糧食作物“基因基因?qū)蚧颉辈『χ胁≡镏虏⌒筒?/p>

2、害中病原物致病型變異規(guī)律與律與抗病品種的抗病品種的選育、布局理育、布局理論。雖然抗病品種的利用被認(rèn)為是最安全、有效和經(jīng)濟(jì)的手段，但我國(guó)一直未能就“基因?qū)颉辈『﹂_(kāi)展與抗病基因布局密切相關(guān)課題的深入研究，以致我國(guó)糧食作物主栽品種的抗病基因型基本不明、作物抗病品種的選育處于無(wú)的放矢狀態(tài)。因此，我國(guó)抗病品種的利用在多數(shù)情況下是偶然的，生產(chǎn)上經(jīng)常出現(xiàn)品種抗病性喪失和病害大流行。本課題將圍繞水稻的稻瘟病、白葉枯病、細(xì)條病和小麥條銹病，廣泛分析、

3、比較病菌致病型的時(shí)空分布規(guī)律，分別設(shè)計(jì)這些“基因?qū)颉辈『剐云贩N布局的方案。同時(shí)，探討利用一些廣譜致病型小種，在相應(yīng)地區(qū)開(kāi)展有針對(duì)性的抗病資源篩選和品種抗病性改良，以期建立抗病品種的選育和布局的理論。通過(guò)基因組比較、基因敲除和互補(bǔ)等技術(shù)，深入解析無(wú)毒基因的分子功能及其變異的遺傳機(jī)制，奠定小種分子檢測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)。2）糧食作物主要病原真菌和）糧食作物主要病原真菌和細(xì)菌致病性和致病力基因的系菌致病性和致病力基因的系統(tǒng)鑒統(tǒng)鑒定與定與農(nóng)藥設(shè)農(nóng)

4、藥設(shè)計(jì)用候用候選靶標(biāo)基因的基因的發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)。選擇農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上重要的、且本項(xiàng)目前期工作基礎(chǔ)好的水稻稻瘟病菌、白葉枯病和細(xì)條病以及小麥赤霉病菌為主要對(duì)象，通過(guò)全基因組系統(tǒng)插入突變或基因敲除途徑，系統(tǒng)鑒定其中致病基因和致病力基因，并通過(guò)組學(xué)和生物信息學(xué)技術(shù)，構(gòu)建致病基因和致病力基因的網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)其中的關(guān)鍵基因。深入研究關(guān)鍵致病基因的作用機(jī)理，包括與其直接互作的上下游基因、蛋白的表達(dá)動(dòng)態(tài)、亞細(xì)胞定位、功能結(jié)構(gòu)域及其晶體結(jié)構(gòu)，篩選農(nóng)藥設(shè)計(jì)用候選靶標(biāo)基因

5、。3）植物病毒基因沉默抑制子作用機(jī)理及其在抗病毒作物分子育種中利用價(jià)）植物病毒基因沉默抑制子作用機(jī)理及其在抗病毒作物分子育種中利用價(jià)值。目前抗病毒的植物資源很少，因此，抗病毒作物培育的理論將主要依靠對(duì)植物與病毒相互作用機(jī)制的深入認(rèn)識(shí)。絕大多數(shù)病毒利用自身編碼的基因沉默抑制子突破植物的基因沉默防御體系進(jìn)行植物侵染，因此病毒基因沉默抑制子是植物病毒通用的重要致病機(jī)制，對(duì)其作用機(jī)理的深入研究有可能為設(shè)計(jì)抗病毒作物提供理論基礎(chǔ)。對(duì)模式植物擬南芥

6、和黃瓜花葉病毒研究表明，病毒RNA沉默抑制因子可以干擾寄主基因的甲基化、干擾寄主RNA沉默途徑主要蛋白如AGO蛋白的功能。但是，這些作用究竟哪一種在病毒致病中發(fā)揮關(guān)鍵作用，尚不清楚。對(duì)主要作物病毒RNA沉默抑制因子與病毒引致病害的機(jī)理則更不清楚，而初步的研究發(fā)現(xiàn)許多作物病毒如水稻矮縮病毒編碼多個(gè)RNA沉默抑制因子，這些不同抑制子在病毒引致病害中如何發(fā)揮作用尚不清楚。本項(xiàng)目將以水稻的矮縮病毒、水稻條紋葉枯病毒、水稻黑條矮縮病毒和雙生病毒為